Thiet ke phan dien cho nha may nhiet dien 29836

Trờng Đại Học bách khoa hà Nội Khoa điện Bộ môn Hệ thống điện Bộ môn Hệ thống điện Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Phần I: Thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện công suất 240 MW Phần II: Thiết kế trạm hạ áp cung cấp điện cho 300 hộ dân Giáo viên hớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Lớp: Phần I Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện công suất 240 MW chơng I tính toán phụ tải,chọn sơ đồ nối dây 1-1.Chọn máy phát điện Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Chọn máy phát điện khâu quan trọng nhà máy điện, mục đích chọn máy phát có hiệu kinh tế liên quan đến cấu trúc nhà máy, vốn đầu t xây dựng ban đầu, phát triển phụ tải tơng lai Theo nhiệm vụ thiết kế nhà máy NĐNH bao gồm tổ máy với công suất tổ máy 60 MW Tra bảng phần máy phát điện ta chọn đợc loại máy phát có thông số nh bảng sau: Loại Điện kháng tơng Thông số định mức máy đối Co N(v/ S(MVA P(MW U(KV I(KA Xd” Xd’ Xd TBΦ ph) ) ) ) ) φ 0,14 0,2 1,69 60 - 3000 75 60 10,5 0,8 4,125 1-2.TÝnh to¸n cân công suất Điện cung cấp cho phụ tải phải có chất lợng đảm bảo, tức giá trị thông số điện áp tần số phải nằm giới hạn đợc quy định Mặt khác điều kiện cần để chế độ xác lập tồn cân công suất tác dụng công suất phản kháng Nghĩa công suất nguồn sinh phải công suất phụ tải tiêu thụ cộng với công suất tổn thất phần tử hệ thống Do việc cân công suất hệ thống điện quan trọng Thực tế mức tiêu thụ điện thay ®ỉi theo thêi gian Quy lt biÕn thiªn cđa phơ tải theo thời gian đợc thể hình vẽ đồ thị phụ tải Đồ thị phụ tải cần cho thiết kế vận hành hệ thống điện Dựa vào đồ thị phụ tải hệ thống điện mà phân bố tối u công suất cho nhà máy điện hệ thống Mặt khác dựa vào đồ thị phụ tải ngày nhà máy hay trạm biến áp để xác định dung lợng máy biến áp, tính toán tổn thất điện máy biến áp chọn sơ đồ nối dây Dựa vào số liệu ban đầu đà cho dới dạng phần trăm công suất cực đại (%Pmax), đồ thị phụ tải nhà máy cho dới dạng phần trăm công suất đặt (%Pđặt), với phụ tải tơng ứng có hệ số công suất cos Do ta tính phụ tải cấp điện áp theo công suất biểu kiến dựa vào công thức tổng quát: -2- Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp P(t ) P% với P(t) = 100 Pmax S(t) = Cos ϕ (1) Trong đó: S(t) : công suất biểu kiến phụ tải thời điểm t (MVA) P% : công suất tác dụng thời điểm t phụ tải tính theo phần trăm công suất cực đại phụ tải Pmax : công suất cực đại phụ tải (MW) Cos : hệ số công suất phụ tải Đồ thị phụ tải cấp điện áp máy phát: (10,5kV) Phụ tải địa phơng có Uđm = 10,5kV; Pmax = 21MW; cos = 0,87 ¸p dơng công thức (1) ta tính đợc: P10,5 (t) S10,5 (t), kết đợc ghi bảng sau: t(h) P% (%) P10,5(t) (MW) S10,5(t) (MVA) 0 80 4 80 6 80 16,8 16,8 19,31 19,31  10 10  12 12  14 14  16 16  18 18  20 20  22 22  24 70 70 80 90 100 90 90 80 16,8 14,7 14,7 16,8 18,9 21 18,9 18,9 16,8 19,3 16,9 16,9 19,31 21,7 24,14 21,7 21,72 19,3 Đồ thị phụ tải địa phơng đợc thể hình 1-1 S10,5(t)(M VA) 24,14 26 19.31 18,9 19,31 18,19 19,31 16,9 16 -4 10 12 Hình 1-1 -3- 14 16 18 20 22 24 t(h) Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Đồ thị phụ tải điện áp 110kV Phụ tải có Uđm = 110kV; Pmax = 100 (MW); cos = 0,88 áp dụng công thức (1) ta tính đợc : P110(t) S110(t) Kết ghi b¶ng sau: 0 t(h) P% (%) P110(t) (MW) S110(t) (MVA) 4 6 8 10 10  12 12  14 14  16 16  18 18  20 20  22 22  24 80 80 80 80 90 90 90 90 100 100 90 90 90 90 80 80 80 80 102,27 90,91 90,91 102,27 102,27 113,63 102,27 102,27 90,91 90,91 90 90 102,27 90 90 Đồ thị phụ tải điện áp trung đợc thể hình 1-2 S110(t)(MVA) 120 113,636 102,273 102,273 90,91 90,91 70 20 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) -30 Hỡnh 1-2 Đồ thị phụ tải nhà máy Nhiệm vụ thiết kế đà cho nhà máy gồm tổ máy phát điện, tỉ cã PF®m = 60 (MW); cos = 0.80 Do công suất biểu kiến tổ máy là: -4- Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp PFdm 60 = 0,8 = 75 (MVA) SF®m = Cos ϕ Tổng công suất đặt toàn nhà máy là: PNMđm = 4.PF®m = 4.60 = 240 (MW) SNM®m = 4.SF®m = 4.75 = 300 (MVA) P NM ( t ) P NM % Dựa vào công thức: SNM(t) = Cos với PNM(t) = 100 PNMđm đồ thị phụ tải nhà máy ta tính đợc công suất phát nhà máy thời điểm Kết tính toán thể bảng sau: t(h) P% (%) PNM(t) (MW) SNM(t) (MVA) 04 46 68  10 10  12 80 192 240 80 192 240 80 192 240 80 192 240 90 216 270 12  14 14  16 90 216 270 100 240 300 16 18 100 240 300 Đồ thị phụ tải nhà máy đợc biểu diễn hình 1-3 SNM (t)(MVA) 300 300 270 270 240 250 200 150 100 50 0 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hình 1-3 §å thị phụ tải tự dùng nhà máy Xác định phụ tải tự dùng nhà máy theo công thức sau: P NM Σ Std(t) =  Co ϕ td ( 0,4+ 0,6 -5- S NM (t ) S NMdm ) 18  20 90 216 270 20  22 90 216 270 22  24 90 216 270 Trêng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Trong đó: Std(t) : phụ tải tự dùng thời điểm t SNMđm : Công suất đặt toàn nhà máy SNM(t) : Công suất nhà máy phát thời điểm t : số phần trăm lợng điện tự dùng so với công suất định mức toàn nhà máy Theo nhiƯm vơ thiÕt kÕ cho  = 8% = 0,08; Costd = 0,82; SNMđm = 300 SNM(t) đà tính đợc từ phần trớc, từ thay vào công thức: 240 Std(t) = 0,08 0,82 ( 0,4+ 0,6 S NM (t ) 300 ) ta tính đợc Std(t) Kết tính toán thể bảng dới đây: Thời gian (h) C«ng suÊt (MVA) SNM(t) Std(t) 04 46 68  10 240 240 240 240 20,6 20,6 20,6 20,6 10  12 12  14 14  16 16  18 20  22 22  24 270 270 300 300 270 270 270 22,01 22,01 23,41 23,41 22,01 22,01 22,01 Đồ thị phụ tải tự dùng đợc biểu diễn hình 1-4 -6- 18 20 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Std(t)(MVA) 23,41 25 22,01 22,01 20,6 20 15 10 0 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hỡnh 1-4 Tính công suất phát hệ thống Nhà máy nối với hệ thống đờng dây,dài 100 km.Trong yêu cầu thiết kế phụ tải cao áp 220 KV nên công suất phát lên hệ thống lợng công suất thừa đà cung cấp đủ cho phụ tải - phụ tải: hạ, trung tự dùng Công suất phát lên hƯ thèng lµ: SHT = SNM(t) - S110(t) - S10,5(t) - Std(t) Kết tính toán thể bảng dới đây, đồng thời bảng tính toán phụ tải cân công suất toàn nhà máy Thêi gian (h) C«ng suÊt (MVA) SNM(t) S10,5(t) S110(t) Std(t) SHT 0 4 6 8 10 10  12 12  14 14  16 240 240 240 240 270 270 19,3 102, 27 20,6 19,3 102, 27 20,6 19,3 90,9 20,6 16,8 97 90,9 20,6 16,897 97,82 97,82 109,18 111,59 16 20 18 18 20 22 300 300 270 270 270 19,31 21,72 24,14 21,72 21,72 19,31 102,27 102,27 113,64 102,27 102,27 90,91 90,91 22,01 128,82 22,01 126,41 23,41 141,23 23,41 150,18 22,01 124 22,01 135,36 22,01 137,77 -7- 22 24 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Đồ thị phụ tải phía 220kV đợc biểu diễn hình 1-5 S220(t)(MVA) 200 141,23 128,82 150 150,18 137,77 124 126,41 109,18 97,82 100 135,36 111,59 50 t(h) 0 10 12 Hình 1-5 14 16 18 20 22 24 Đồ thị phụ tải tổng hợp toàn nhà máy: Từ kết tính toán ta lập bảng sau: Thời gian (h) Công suất (MVA) 06 68 10 S10,5(t) 19,31 19,31 S10,5(t) + Std(t) 39,91 S10,5(t) + Std(t) + S110(t) 142,18 10  12 12  14 16  18 18 20 20 22 22 24 16,9 16,9 19,31 21,72 24,14 21,72 21,72 19,31 39,91 37, 38,91 41,32 45,13 47,55 43,73 43,73 41,32 130, 82 128,41 141,18 154,96 158,77 149,82 146 134,64 132,23 -8- 14 16 Trờng ĐHBK Hà Nội SNM(t) 240 §å ¸n tèt nghiƯp 240 240 270 270 300 300 270 270 270 Đồ thị phụ tải toàn nhà máy đợc biểu diễn hình 1-6 S220(t)(M VA) 300 300 270 250 270 240 200 154,96 150 142,18 149,82 141,18 130,82 175 SNM (t) 158,77 146 134,64 132,23 128,41 S10,5(t) +Std(t) +S110(t) 100 50 37,5 39,91 19,31 16,9 45,13 47,55 41,32 38,91 24,14 18,9 19,31 43,73 18,9 41,32 S10,5(t) +Std(t) 19,31 S10,5(t) 0 10 12 14 16 18 20 22 24 t(h) Hình 1-6 Nhận xét chung: Phụ tải lớn cấp điện áp máy phát 24,14 MVA, mà công suất định mức máy phát SFđm = 75 MVA nên tỷ lệ phụ tải điện áp máy phát so với công suất định mức máy phát là: 24,14 2.75 100 = 16% Do phải có góp cấp điện áp máy phát -9- Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Phụ tải lớn cấp điện áp 110kV 113,64 MVAvà 38% tổng công suất lắp đặt toàn nhà máy (SNMđm = 300 MVA) Phần công suất phát hệ thống 220kV gồm: + Công st ph¸t lín nhÊt chiÕm: 300−149 , 821 300 100 = 50 % tổng công suất đặt toàn nhà máy + Công suất phát nhỏ chiếm: 240142 , 183 300 100 = 33% tổng công suất đặt toàn nhà máy Dự trữ công suất hệ thống 100 MVA Vậy HT đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải 1-3.Chọn phơng án nối dây Chọn sơ đồ nối điện nhà máy điện khâu quan trọng trình thiết kế nhà máy điện Các phơng án chọn sơ đồ nối điện phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho hộ sử dụng điện, đảm bảo tiêu kỹ thuật kinh tế Căn vào kết tính toán chơng I nhiệm vụ thiết kế ta có: Phụ tải điện áp máy phát 10,5 kV S10,5(t)max = 24,14 MVA S10,5(t)min = 16,9 MVA Phơ t¶i cÊp ®iƯn ¸p 110kV S110(t)max = 113,64 MVA S10,5(t)min = 90,91 MVA Công suất phát hệ thống 220kV SHT (t)max = 150,18 MVA SHT (t)min = 97,82 MVA Theo kết tính toán chơng I, phụ tải lớn cấp điện áp máy phát (lấy từ máy phát) 16% công suất định mức máy phát nên phải sử dụng góp điện áp máy phát Số lợng máy phát điện nối vào góp điện áp máy phát cho tổ máy phát bị cố tổ lại phải đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải góp điện áp máy phát Do sơ đồ phải ghép tổ máy vào góp điện áp máy phát - 10 -